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聚葡萄糖的特性及在食品中的应用

作者:龙力生物来源:龙力生物 浏览次数: 日期:2018-02-08

摘要:

聚葡萄糖是一种低热量、低血糖指数的特殊碳水化合物,具有水溶性膳食纤维和益生元的特点。近年来得到快速发展,在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。

      聚葡萄糖是一种低热量、低血糖指数的特殊碳水化合物,具有水溶性膳食纤维和益生元的特点。它是由天然存在的葡萄糖和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成,是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能良好的膳食纤维之一,近年来得到快速发展,在50多个国家被批准使用,在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。
 

1. 聚葡萄糖的理化性质
1.1溶解度

      聚葡萄糖易溶于水,25°C时溶解度为70%,加热可促进其溶解。
1.2黏度
      聚葡萄糖溶液的黏度随温度的升高而降低,随浓度的增加而增大,类似于庶糖,同浓度下,聚葡萄糖溶液的黏度略高于庶糖。
1.3稳定性
      聚葡萄糖在60℃以下可稳定保存90天,高温200℃下也不与酸碱反应,但其吸湿性较强,须存于干燥环境下。改良型聚葡萄糖暴露在空气中会失水,当相对湿度为75%时,溶液浓度会浓缩至80%;相对湿度为52%,可浓缩至90%。
1.4保湿性
      聚葡萄糖是一种良好的食品保湿剂,环境温度高时可充分吸水控制温度变化。同时它还可以控制溶液的水分活度,当水分活度大于60%时,它能有效的降低,由于它具有高分支化的结构而不会结晶,因此效果优于庶糖和山梨醇等小分子物质。
1.5风味
      聚葡萄搪没有甜味,可与高甜度低热量的甜味剂共用制作低热量食品。当其浓度高时会存不良风味,可通过减少用量、添加调味料或风味修饰剂来消除。
1.6融溶性质
      聚葡萄糖粉末于130℃开始溶化,冷却后为透明玻璃状物质,与硬糖的脆性结构相似,但不会形成晶体。
1.7矫正冰点
      聚葡萄糖的冰点比同浓度的庶糖溶液高,用KOH中和过的聚葡萄糖溶液的冰点比未经中和的低很多[1]。冰点值越低,食品的口感越硬,适用于冰棒和某些甜点。使用高甜度甜味剂制造低热量冷冻甜食时,可添加聚葡萄糖调整产品的基体,补偿由于砂糖减少造成的基体丧失,改善不良质构。
2. 聚葡萄糖的生理特性
2.1低热量

      聚葡萄糖分子结构复杂,糖苦键种类繁多,难以被微生物降解,因此热量仅为 1 kcal/g 左右。
2.2调节肠道
      聚葡萄糖可被肠道中的细菌利用发酵生成二氧化碳、甲烷和SOFA(挥发性脂肪酸)等。采用同位素示踪法测定SCFA,发现其主要成分是丁酸盐和丙酸盐。结肠细菌可以利用丁酸盐调节其肠道环境,抑制癌细胞的形成。丙酸盐能抑制肝脏内胆固醇的合成,改善肝脏的葡萄糖代谢,刺激糖酵解,抑制葡萄糖异生作用。同时,伴随着SOFA的产生,肠道内容物的pH值有所下降。在摄入聚葡萄糖150min后,十二指肠液pH值由7.24±0.45降至6.44±0.3 5,说明聚葡萄糖能促进有益菌如双歧杆菌的生长,抑制有害菌,从而改善肠内微生物菌丛的组成[2]。
2.3降低甘油三酯和胆固醇
      聚葡萄糖可阻止甘油三醋和胆固醇进入淋巴毛细管。同时,它被肠道微生物降解的产物也可抑制胆固醇的合成,吸附胆固醇的代谢物胆汁酸并将其排出体外,从而降低人体内胆固醇的含量,预防胆结石的形[3]。有报道称添加了聚葡萄糖的巧克力有明显的降低血清甘油三酯的作用,与乳糖醇配合使用,效果更佳[4]。
2.4助控和减肥
      聚葡萄糖能在胃肠壁上形成一层薄膜,包裹食物中的脂肪,限制消化道内脂肪的吸收,促进脂类物质的排泄,从而减少脂肪堆积,达到预防肥胖的功效它还可以抑制食欲,减少进食显,增强饱腹感[5]。
2.5促进钙吸收
      研究表明,摄人聚葡萄糖( 50g/kg,21 d )后,能增加钙的吸收。日本Hitoshi Mineo等人[7]发现随着聚葡萄糖浓度在0-100mmol/L范围内增加,小鼠空肠、回肠、盲肠、小肠对钙的吸收作用呈明显的递增趋势,而人肠的钙吸收作用不显著。
2.6排毒与提高免疫力
      聚葡萄糖可降低α-苯并芘羟化酶的活性,减少苯并芘对消化系统的危害,增强机体对多氯联苯的清除率[8],同时它还能促进体内的二恶英以粪便的形式排出体外[9]。Ouk以聚葡萄糖按每日食量的3%饲养小鼠,发现粪便量增加,粪便在肠内的通过时间减少,粪便温度升高[10]。Tomlin和Read也发现聚葡萄糖能增加粪便排泄量,并使其软化[11]。
2.7降血糖
      聚葡萄糖能改善末稍组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求,抑制胰岛素的分泌,阻碍对糖的吸收,且聚葡萄糖本身不会被消化吸收,从而达到降低血糖的目的。
2.8非龋齿性
      聚葡萄糖同样不会被口腔里的微生物利用发酵,故对牙齿没有损害。
3. 聚葡萄糖在食品中的应用
      聚葡萄糖作为填充剂、防冻剂、低温防护剂、抗老化剂、膳食纤维、益生元成分及防腐保鲜、增加渗透压等的成分添加入食品中,既提供必要的体积,又赋予逼真的质构和口感,还能保证优质的纤维来源。不仅希望摄入低热量和保持健康的正常人群可以食用,而且糖尿病人等特殊群体也可以食用,预计将来聚葡萄糖的使用量将越来越大。
3.1保健食品中的应用
3.1.1糖尿病人食品中的应用

      治疗糖尿病除需药物治疗外,主要还是依靠饮食控制。因此,适当调整饮食结构,是防治糖尿病的最主要方法。聚葡萄糖可减慢葡萄糖的吸附,血液中的糖分也将缓慢增加,若胰岛素稍有不足,也不致马上引起血糖浓度增加。此外,聚葡萄糖还具有抑制血糖素分泌的作用,从而可以降低糖尿病患者血糖水平。
3.1.2便秘人群食品中的应用
      服用聚葡萄糖后,可促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长繁殖,同时产生大量短链脂肪酸,如乙酸、醋酸、叶酸和乳酸,改变肠道pH值,改善有益菌群的繁殖环境,从而加快肠道蠕动,使粪便顺利排出。
3.1.3婴幼儿食品中的应用
      婴幼儿断乳后体内双歧杆菌骤减,导致腹泻厌食、发育迟缓,营养成分的利用率降低;食用含聚葡萄糖的食品,可以提高营养素的利用率和促进对钙、铁、锌等微量元素的吸收。
3.2普通食品中的应用
3.2.1饮料

      聚葡萄糖具有水溶性好、pH值低及加热条件下稳定高、在货架期内稳定、纤维无损失等优良特性,广泛应用于饮料产品(包括固体饮料)无不良口味,色泽和透明度均良好,并可增强无糖或低糖饮料的口感。这种饮料既能解渴、补充水分,又可提供人体所需的膳食纤维,在欧美、日本等国十分流行。如日本可口可乐公司生产的含膳食纤维矿泉水,西欧、美国的高纤维橙汁、高纤维茶,国内汇源开发的高纤果汁,三元乳业的高纤奶等。
3.2.2糖果
      聚葡萄糖还是无糖糖果的良好配料,耐受性好。高水溶性和高黏度,保证硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性;能防比结晶,特别是使用糖醇的糖果;非致龋性,适用于健齿糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果,起到强化纤维、益生元、降低蔗糖的作用,也可降低热量或降低总血糖生成值。
3.2.3乳品
      聚葡萄糖具有低pH值条件下稳定性好、无甜度且口味中性、黏度高等优良特性,因而应用于低脂、无脂乳品中,不仅可以改善乳品口感,还可提高乳品在保质期的稳定性,且不与其中任何成分发生对人体不利的理化反应。此外,在乳制品中加入膳食纤维,还可满足人体对膳食纤维的需求。该类产品在欧美很受消费者欢迎[12]。
3.2.4 冷冻甜点
      聚葡萄糖可替代葡萄糖浆应用在很多冷冻甜点中。因其持水性、抑制冰晶形成、水化质感、膨化性等均与蔗糖相似,对其组织结构并不影响,同时还可延长产品保质期。当与高强度甜味剂如阿斯巴甜混合使用时,即可达到与传统冷冻甜品相同的味质。在低脂冰淇淋中,添加聚葡萄糖并配合使用麦芽糊精后,可增加其奶油感和乳脂状,而对冰淇淋的产量、货架期和价格等的影响都很小[13-14]。
3.2.5焙烤食品
      聚葡萄糖十分耐热,在焙烤生产过程中把各种优良的特性理想地结合起来,作为有效的蔗糖替代品,能延缓淀粉老化,保持水分,提供良好的质构和口感,特别适于加工低糖、低脂的焙烤食品。聚葡萄糖加入饼干中,仍可获得与传统产品相近的质构和味感[15]。加入面包中,还可充当抗老化剂的作用。
3.2.6肉制品
      用于鸡块,能减少烹制过程中的水分损失,而表层裹料依然保持酥脆;在冷冻鱼糜制品中,作为冷冻保护剂而不提供甜度,改善风味和质构;在肉馅和乳化型香肠中,能取代部分脂肪,不影响口感。
3.2.7果酱和馅料
      聚葡萄糖的高水溶性和高黏度,便于减少果酱和馅料中的热量和糖;用于馅料,能减少馅料中的水分迁移到面团或糕点上,延长其货架期。

 

所属类别: 行业新闻

该资讯的关键词为:龙力生物  聚葡萄糖  水溶性膳食纤维  益生元  益生菌 

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